型線刀具砂輪參數(shù)優(yōu)化方法研究

摘 要：型線刀具的設(shè)計(jì)精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，要想達(dá)到設(shè)計(jì)及使用要求，就需要我們不斷的優(yōu)化加工方法，簡(jiǎn)單精確的加工出合格的刀具。本文主要目的是通過(guò)設(shè)計(jì)新的調(diào)試工裝，實(shí)驗(yàn)找出最優(yōu)的砂輪參數(shù)優(yōu)化方法，提高首件加工合格率。本文主要闡述的是如何準(zhǔn)確的優(yōu)化磨削型線刀具前后刀面用的砂輪的幾何參數(shù)。

關(guān)鍵詞：型線刀具;首件調(diào)試;砂輪參數(shù);調(diào)刀試件

一、現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

現(xiàn)有的砂輪優(yōu)化方法是先加工調(diào)刀試件塊，加工完后再測(cè)量機(jī)上檢測(cè)其的輪廓度，根據(jù)檢測(cè)輪廓度誤差人工在程序中調(diào)整對(duì)應(yīng)砂輪的參數(shù)。這樣操作人為因素帶來(lái)的誤差很大，時(shí)間也比較長(zhǎng)。更主要的是這種砂輪優(yōu)化方法沒(méi)法優(yōu)化其他砂輪的幾何參數(shù)。對(duì)于螺旋槽銑刀，前刀面磨削不精準(zhǔn)誤差會(huì)導(dǎo)致磨削型線后角用的14K1砂輪的誤差。這種方法加工完調(diào)刀試件后，還需要放量磨削型線銑刀單個(gè)齒的型線后角，根據(jù)刀具該齒的輪廓誤差再調(diào)整一次砂輪參數(shù)，最后才進(jìn)行精加工。這種方法操作繁瑣，浪費(fèi)人力物力，調(diào)試優(yōu)化時(shí)間也比較長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化砂輪及調(diào)試加工一把型線刀具至少需要6小時(shí)。調(diào)刀試件及加工環(huán)境見(jiàn)下圖。

二、改進(jìn)方案研究與實(shí)施

通過(guò)人、機(jī)、料、法、環(huán)等幾個(gè)因素逐步分析，用排除法確定了幾個(gè)影響數(shù)控刀磨首件加工砂輪優(yōu)化不準(zhǔn)確的原因。

1、加工方法比較繁瑣

見(jiàn)圖2，通過(guò)輪廓度的變化來(lái)反復(fù)優(yōu)化砂輪參數(shù)，這樣做步驟很繁瑣，而且優(yōu)化的砂輪參數(shù)也不準(zhǔn)確。

從這張檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，加工型線后角的14K1砂輪直徑和法蘭距離都需要調(diào)整，而且這種方式還要根據(jù)操作人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)做微調(diào)整才能滿足要求。

2、現(xiàn)有校準(zhǔn)方法無(wú)法校準(zhǔn)所有砂輪參數(shù)

現(xiàn)在加工調(diào)刀試件的方法無(wú)法校準(zhǔn)磨削銑刀前刀面用的12V9砂輪的幾何參數(shù)，從下圖4可知，此刀具單齒加工后輪廓度很差，刀具齒背面比理論輪廓線還低了約0.042mm，單從報(bào)告上看這把刀具是不合格的，就算單獨(dú)調(diào)整磨削型線后角的14K1砂輪的直徑及法蘭距離也沒(méi)法使刀具滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的輪廓度要求。這就是不能完全并且精確的測(cè)量出磨削型線刀具前后刀面用砂輪幾何參數(shù)的關(guān)鍵性因素。

通過(guò)上述兩個(gè)因素的研究，我們總結(jié)出了兩種修正對(duì)策，可以很大程度上減小因砂輪輪廓度不好而導(dǎo)致型線刀具首件加工報(bào)廢率。

對(duì)策一：制定優(yōu)化砂輪參數(shù)的新方法

現(xiàn)有的加工優(yōu)化砂輪的方方法是通過(guò)機(jī)床測(cè)量砂輪直徑及法蘭距離，用來(lái)加工調(diào)刀試件，加工后再ZOOLER上檢測(cè)調(diào)刀試件的輪廓度，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果再來(lái)優(yōu)化砂輪的參數(shù)，用優(yōu)化后的砂輪來(lái)加工刀具型線后角，此時(shí)先放量加工單個(gè)齒，如果檢測(cè)刀具輪廓度不合格再次調(diào)整砂輪參數(shù)直到刀具輪廓度滿足要求。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這種調(diào)試優(yōu)化砂輪的方法過(guò)于繁瑣，需要重新制定一種新的校準(zhǔn)砂輪方法。因此研究決定必須重新設(shè)計(jì)調(diào)試砂輪用的工裝，并且改變了原來(lái)的調(diào)試方法。

新的調(diào)試方法是：編制新的加工優(yōu)化砂輪程序，見(jiàn)圖4，用磨削前刀面的12V9砂輪和磨削型線后刀面的14K1砂輪磨削石墨塊，將在石墨塊上留下12V9和14K1砂輪的砂輪輪廓截形，在測(cè)量機(jī)上檢測(cè)，得出檢測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖5。根據(jù)該檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整12V9和14K1砂輪的幾何參數(shù)。通過(guò)一次性加工就能快速的得出這兩個(gè)砂輪的幾何參數(shù)，方法簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確度高。

對(duì)策二：設(shè)計(jì)制造新的工裝

因現(xiàn)有的砂輪優(yōu)化方法只能校準(zhǔn)磨削型線后角用的14K1砂輪的幾何參數(shù)。項(xiàng)目組成員討論如何設(shè)計(jì)一種新的工裝，既能優(yōu)化磨削型線刀具的所有砂輪，來(lái)提高砂輪校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，并且還能縮短數(shù)刀加工首件的調(diào)試時(shí)間？經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)與優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)了一種新型的較為方便的優(yōu)化砂輪參數(shù)的工裝。新制工裝見(jiàn)圖6。

該新制的工裝是將一個(gè)方形的石墨塊裝在調(diào)刀試件棒上，因石墨比較軟容易加工，而且石墨附著力大，在ZOLLER上檢測(cè)時(shí)輪廓投影清晰，增加了測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性，更能精確的優(yōu)化砂輪參數(shù)。

三、效果驗(yàn)證

通過(guò)以上措施的實(shí)施，加上現(xiàn)場(chǎng)跟蹤反復(fù)驗(yàn)證，數(shù)控刀磨加工調(diào)試方法簡(jiǎn)便了許多，砂輪參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確度也提高了，最主要是首件加工時(shí)間縮短了，合格率也提高了。在方案沒(méi)改進(jìn)前，數(shù)控刀磨加工首件調(diào)試刀具，砂輪參數(shù)優(yōu)化直到加工出一把刀具至少需要6個(gè)小時(shí)，刀具輪廓精度也不高;而在實(shí)施了改進(jìn)措施后，加工調(diào)試時(shí)間縮短至4小時(shí)左右，刀具輪廓度滿足圖紙要求。

四、鞏固措施及總結(jié)

我們將繼續(xù)探索數(shù)控刀具磨床加工型線銑刀的磨削技術(shù)與砂輪調(diào)試優(yōu)化技術(shù)，積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn);通過(guò)本次砂輪參數(shù)優(yōu)化方法的研究，使我們更加深刻的認(rèn)識(shí)到影響型線刀具制造輪廓精度最關(guān)鍵性因素就是砂輪參數(shù)的準(zhǔn)確性。尤其是對(duì)于螺旋槽刀具，磨削前刀面用的12V9砂輪參數(shù)的準(zhǔn)確性是刀具加工合格的首要保證。我們將會(huì)制定出了一套比較合理的砂輪優(yōu)化與首件調(diào)試方法，有利于工廠復(fù)雜型線刀具磨削技術(shù)水平的提高，提高刀具加工精度;進(jìn)一步探索數(shù)控刀具磨床加工型線銑刀的磨削技術(shù)與砂輪調(diào)試優(yōu)化技術(shù)，總結(jié)刀具磨削的經(jīng)驗(yàn)，使型線銑刀的加工效率更高、質(zhì)量更穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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[3] umroto操作手冊(cè) SACCKE數(shù)控磨床內(nèi)部教材

收稿日期：2015年6月25日

作者簡(jiǎn)介：

宋玉玲，女，甘肅張掖，大學(xué)本科，工程師，機(jī)械加工